本實(shí)用新型涉及鋁材加工領(lǐng)域、電子電路領(lǐng)域和機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體是指一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋁合金重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、無磁性、成形性好及低溫性能好，是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。采用鋁合金代替鋼板材料焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50％以上。因此，鋁及鋁合金除廣泛的應(yīng)用于航空航天和電工等領(lǐng)域外，同時(shí)還越來越多的應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)。傳統(tǒng)的鋁合金在焊接，采用的是氬氣進(jìn)行保護(hù)的電弧焊。

這樣，存在電能消耗大，有大量的光和氣體的污染產(chǎn)生，且會(huì)消耗鎢合金棒和氬氣，加工成本高，易出現(xiàn)氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于鋁材加工的焊接裝置，通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速焊接鋁合金，減少加工過程中鎢合金棒和氬氣的消耗，提高能量的利用效率，且焊接強(qiáng)度高，能減少氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)主要由焊接裝置和電源裝置組成；所述焊接裝置主要由外殼、聲波透鏡、振動(dòng)膜、動(dòng)線圈、磁芯、定線圈、手柄組成；外殼為一端開口的圓筒形，外殼的封口端與手柄相連；聲波透鏡為鐘形，聲波透鏡設(shè)置在外殼的內(nèi)部，聲波透鏡的開口方向與外殼的開口方向相同；振動(dòng)膜為圓形薄片狀，振動(dòng)膜設(shè)置在聲波透鏡的內(nèi)部，動(dòng)線圈與振動(dòng)膜相連；磁芯設(shè)置在聲波透鏡的底部，定線圈設(shè)置在磁芯的外周；定線圈、磁芯、振動(dòng)膜、動(dòng)線圈的軸線相重合。

設(shè)備工作時(shí)，首先將需要焊接的兩塊鋁材放置到一起，焊接面打磨光滑，且兩焊接面預(yù)留一定的間隙，然后將鋁粉放置在間隙中，并填實(shí)；表面涂上一層保護(hù)劑。啟動(dòng)設(shè)備后，向動(dòng)線圈和定線圈通入頻率相同，方向相反的高頻交流電；定線圈和磁芯就會(huì)產(chǎn)生和動(dòng)線圈方向相反的磁場，有磁場的特性可知，動(dòng)線圈就會(huì)帶動(dòng)振動(dòng)膜震動(dòng)，振動(dòng)膜發(fā)出的聲波經(jīng)聲波透鏡匯聚后作用于鋁粉上。鋁粉在高頻的震動(dòng)過程中，顆粒之間會(huì)發(fā)生粘接；這樣，就能快速焊接鋁合金，減少加工過程中鎢合金棒和氬氣的消耗，提高了能量的利用效率，且焊接強(qiáng)度高，且能減少焊接工程中出現(xiàn)的氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等質(zhì)量問題。

所述電源裝置主要由降壓整流電路、第一輸出電路和第二輸出電路組成；所述降壓整流電路中，變壓器TV的輸入級(jí)接電源，變壓器TV的輸出級(jí)與由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的全橋整流電路的輸入端相連；所述第一輸出電路中電容C1與全橋整流電路的輸出端并聯(lián)，電容C1引出兩極即為第一輸出電路的輸出端U1；所述第二輸出電路中的電阻R1和電阻R3串聯(lián)后與電容C1并聯(lián)；電容C1連接有電阻R2，電阻R2連接有三極管T1的基極；三極管T1的基極和集電極之間連接有晶振X1；電阻R1與電阻R3的連接處連接有電阻R4；電阻R4與三極管T1的集電極相連，三極管T1的發(fā)射極和集電極之間連接有電容C2；三極管T1的發(fā)射極和基極之間連接有電容C3，電容C3引出兩極即為第二輸出電路的輸出端U2。

電壓器TV將高壓的交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電，全橋整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，電容C1將直流電的波過濾掉，然后給第一輸出電路和第二輸出電路供電；第二輸出電路通過晶振X1和三極管T1將低壓直流電轉(zhuǎn)換成脈沖電流，給定線圈和動(dòng)線圈提供周期變化的電流，帶動(dòng)振動(dòng)膜高頻震動(dòng)。

所述焊接裝置還設(shè)置有散熱裝置，散熱裝置主要由葉輪和電機(jī)組成，電機(jī)設(shè)置在外殼內(nèi)部，葉輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連。散熱裝置能降低設(shè)備的溫度，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

所述第一輸出電路的輸出端U1與電機(jī)相連，第二輸出電路的輸出端U2的第一極和第二極分別與定線圈的第一極和第二極相連，第二輸出電路的輸出端U2的第一極和第二極分別與和動(dòng)線圈的第二極和第一極相連。這樣連接，定線圈和動(dòng)線圈的輸入電流的頻率相同，所產(chǎn)生的磁場剛好相反，能帶動(dòng)振動(dòng)膜震動(dòng)。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型公開了一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，即：所述聲波透鏡內(nèi)壁的每一點(diǎn)與振動(dòng)膜和預(yù)設(shè)加工點(diǎn)的兩條連線相對(duì)于此點(diǎn)的垂線對(duì)稱；聲波透鏡的材質(zhì)為石英。聲波透鏡將振動(dòng)膜發(fā)出的超聲波匯聚一點(diǎn)，大大提高了工作面的能量密度；石英的硬度高，能將高頻率的聲波反射，吸收率低，提高設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)線圈的匝數(shù)為一，動(dòng)線圈的材質(zhì)為銀，定線圈的匝數(shù)為一，定線圈的材質(zhì)為銅。一匝的線圈能最大化的降低感抗，提高設(shè)備的工作頻率；銀的導(dǎo)電率最高，能最大化的降低電流產(chǎn)生的熱量，提高設(shè)備的安全性。電解銅的導(dǎo)電率高，且成本低廉，能為設(shè)備提供較大的磁場。

進(jìn)一步地，所述散熱裝置上還設(shè)置有溫控調(diào)節(jié)裝置，溫控調(diào)節(jié)裝置與第一輸出電路的輸出端U1相連。設(shè)置溫控調(diào)節(jié)裝置，從而能根據(jù)設(shè)備的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，降低電能的消耗。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果為：

(1)通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能快速焊接鋁合金，減少加工過程中鎢合金棒和氬氣的消耗，提高了能量的利用效率。

(2)通過設(shè)置本實(shí)用新型，從而能提高焊接強(qiáng)度，減少氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型電源裝置的電路圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。

其中：1—外殼，2—聲波透鏡，3—振動(dòng)膜，4—?jiǎng)泳€圈，5—磁芯，6—定線圈，7—葉輪，8—電機(jī)，9—手柄。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

如圖2所示，一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)主要由焊接裝置和電源裝置組成；所述焊接裝置主要由外殼1、聲波透鏡2、振動(dòng)膜3、動(dòng)線圈4、磁芯5、定線圈6、手柄9組成；外殼1為一端開口的圓筒形，外殼1的封口端與手柄9相連；聲波透鏡2為鐘形，聲波透鏡2設(shè)置在外殼1的內(nèi)部，聲波透鏡2的開口方向與外殼1的開口方向相同；振動(dòng)膜3為圓形薄片狀，振動(dòng)膜3設(shè)置在聲波透鏡2的內(nèi)部，動(dòng)線圈4與振動(dòng)膜3相連；磁芯5設(shè)置在聲波透鏡2的底部，定線圈6設(shè)置在磁芯5的外周；定線圈6、磁芯5、振動(dòng)膜3、動(dòng)線圈4的軸線相重合。

設(shè)備工作時(shí)，首先將需要焊接的兩塊鋁材放置到一起，焊接面打磨光滑，且兩焊接面預(yù)留一定的間隙，然后將鋁粉放置在間隙中，并填實(shí)；表面涂上一層保護(hù)劑。啟動(dòng)設(shè)備后，向動(dòng)線圈4和定線圈6通入頻率相同，方向相反的高頻交流電；定線圈6和磁芯5就會(huì)產(chǎn)生和動(dòng)線圈4方向相反的磁場，有磁場的特性可知，動(dòng)線圈就會(huì)帶動(dòng)振動(dòng)膜3震動(dòng)，振動(dòng)膜3發(fā)出的聲波經(jīng)聲波透鏡2匯聚后作用于鋁粉上。鋁粉在高頻的震動(dòng)過程中，顆粒之間會(huì)發(fā)生粘接；這樣，就能快速焊接鋁合金，減少加工過程中鎢合金棒和氬氣的消耗，提高了能量的利用效率，且焊接強(qiáng)度高，且能減少焊接工程中出現(xiàn)的氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等質(zhì)量問題。

實(shí)施例2：

如圖1和圖2所示，一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)主要由焊接裝置和電源裝置組成；所述電源裝置主要由降壓整流電路、第一輸出電路和第二輸出電路組成；所述降壓整流電路中，變壓器TV的輸入級(jí)接電源，變壓器TV的輸出級(jí)與由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的全橋整流電路的輸入端相連；所述第一輸出電路中電容C1與全橋整流電路的輸出端并聯(lián)，電容C1引出兩極即為第一輸出電路的輸出端U1；所述第二輸出電路中的電阻R1和電阻R3串聯(lián)后與電容C1并聯(lián)；電容C1連接有電阻R2，電阻R2連接有三極管T1的基極；三極管T1的基極和集電極之間連接有晶振X1；電阻R1與電阻R3的連接處連接有電阻R4；電阻R4與三極管T1的集電極相連，三極管T1的發(fā)射極和集電極之間連接有電容C2；三極管T1的發(fā)射極和基極之間連接有電容C3，電容C3引出兩極即為第二輸出電路的輸出端U2。

電壓器TV將高壓的交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電，全橋整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，電容C1將直流電的波過濾掉，然后給第一輸出電路和第二輸出電路供電；第二輸出電路通過晶振X1和三極管T1將低壓直流電轉(zhuǎn)換成脈沖電流，給定線圈6和動(dòng)線圈4提供周期變化的電流，帶動(dòng)振動(dòng)膜3高頻震動(dòng)。

所述焊接裝置還設(shè)置有散熱裝置，散熱裝置主要由葉輪7和電機(jī)8組成，電機(jī)8設(shè)置在外殼1內(nèi)部，葉輪7與電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸相連。散熱裝置能降低設(shè)備的溫度，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

所述第一輸出電路的輸出端U1與電機(jī)8相連，第二輸出電路的輸出端U2的第一極和第二極分別與定線圈6的第一極和第二極相連，第二輸出電路的輸出端U2的第一極和第二極分別與和動(dòng)線圈4的第二極和第一極相連。這樣連接，定線圈6和動(dòng)線圈4的輸入電流的頻率相同，所產(chǎn)生的磁場剛好相反，能帶動(dòng)振動(dòng)膜3震動(dòng)。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例在實(shí)施例1和實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，公開了一種用于鋁材加工的焊接系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，所述聲波透鏡2內(nèi)壁的每一點(diǎn)與振動(dòng)膜3和預(yù)設(shè)加工點(diǎn)的兩條連線相對(duì)于此點(diǎn)的垂線對(duì)稱；聲波透鏡2的材質(zhì)為石英。聲波透鏡2將振動(dòng)膜3發(fā)出的超聲波匯聚一點(diǎn)，大大提高了工作面的能量密度；石英的硬度高，能將高頻率的聲波反射，吸收率低，提高設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)線圈4的匝數(shù)為一，動(dòng)線圈4的材質(zhì)為銀，定線圈6的匝數(shù)為一，定線圈6的材質(zhì)為銅。一匝的線圈能最大化的降低感抗，提高設(shè)備的工作頻率；銀的導(dǎo)電率最高，能最大化的降低電流產(chǎn)生的熱量，提高設(shè)備的安全性。電解銅的導(dǎo)電率高，且成本低廉，能為設(shè)備提供較大的磁場。

進(jìn)一步地，所述散熱裝置上還設(shè)置有溫控調(diào)節(jié)裝置，溫控調(diào)節(jié)裝置與第一輸出電路的輸出端U1相連。設(shè)置溫控調(diào)節(jié)裝置，從而能根據(jù)設(shè)備的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，降低電能的消耗。本實(shí)施例的其他部分與實(shí)施例1和實(shí)施例2相同，不再贅述。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。